THS Groene productie 5H

H13 Groene productie
1 / 51
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

In deze les zitten 51 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 2 videos.

time-iconLesduur is: 60 min

Onderdelen in deze les

H13 Groene productie

Slide 1 - Tekstslide

Programma
  • Inkadering
  • 12 principes (binas 97F)
  • Rendement
  • Atoomeconomie
  • E-factor

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Video

Wat is het doel van Heineken met al deze aanpassingen?
A
groene energie gebruiken
B
het sluiten van grondstof kringlopen
C
klimaatneutrale brouwerij worden
D
goedkoper bier brouwen

Slide 4 - Quizvraag

12 Principes van de groene chemie
  • De industrie moet zoveel mogelijk rekening houden met mens en milieu.
  • Hierbij wordt gebruik gemaakt van 12 principes van de groene chemie.
  • Binas 97F

Slide 5 - Tekstslide

Groene chemie
  • De chemische industrie let op duurzaamheid bij productie.
  • Binas Tabel 97F: twaalf uitgangspunten voor groene chemie:
  • Samengevat dat processen:
  1. Veiliger zijn
  2. Minder grondstoffen en energie gebruiken
  3. Zoveel mogelijk gebruik maken van duurzame grondstoffen
  4. Minder vervuiling geven

Slide 6 - Tekstslide

Gebruik de principes van de groene chemie.
Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Het gebruiken van het afval van suikerriet
om een kunststof te maken.
Binas 97F
A
1 (vorming afval vermijden)
B
5 (veiliger oplosmiddelen)
C
3 (minder schadelijke productiemethoden)
D
7 (gebruik hernieuwbare grondstoffen)

Slide 7 - Quizvraag

Geef aan bij welk(e) principe(s)
de volgende stelling hoort:

Fabriek A levert verwarmd water aan fabriek B, die het gebruikt voor het verwarmen van zijn uitgangsstoffen.
Binas 97F
A
8 (reacties in weinig stappen)
B
6 (energie-efficiënt ontwerpen)
C
4 (minder schadelijke stoffen ontwerpen)
D
7 (gebruik van hernieuwbare grondstoffen)

Slide 8 - Quizvraag

Geef aan bij welk(e) principe(s)
de volgende stelling hoort:
Het ontwerpen van plastic tassen die afbreekbaar zijn in het milieu.
Binas 97F
A
6: energie efficiënt ontwerpen
B
10: ontwerpen met oog op afbraak
C
11: tussentijdse analyse tbv voorkomen milieuverontreiniging
D
4: ontwikkelen van minder schadelijke chemische stoffen

Slide 9 - Quizvraag

Rekenen bij groene chemie (97 F + 37H)







12 principes van groene chemie 

Slide 10 - Tekstslide

Atoomeconomie (theoretisch, op basis van RV)
Een optimale atoomeconomie houdt in dat het eindproduct zoveel mogelijk atomen van de in het proces gebruikte beginstoffen bevat. 
-> berekenen op basis van molecuulmassa's (niet vergeten: molverhouding!)

                                                                                                                                  
Atoomeconomie=massa beginstoffenmassa gewenst product100 
%

Slide 11 - Tekstslide

Rekenvoorbeeld atoomeconomie
Methanol en ethaanzuur reageren in zuur milieu tot methylethanoaat en water. Zie RV. Bereken de atoomeconomie voor de productie van methylethanoaat.

Slide 12 - Tekstslide

Massa beginstoffen: 32,04 + 60,06 = 92,10
Massa gewenste product: 74,08

Atoomeconomie= 
Massa gewenste product / massa beginstoffen =
(74,08 / 92,10) *100 % =80,43 %

Slide 13 - Tekstslide

Wat is juist over de atoomeconomie van ijzer(III)chloride in de volgende reactie (max. 30 seconden ):
2Fe+3Cl22FeCl3
timer
0:30
A
28,6%
B
40,0%
C
100%
D
ik heb een vraag hierover

Slide 14 - Quizvraag

Wat is juist over de atoomeconomie voor de productie van alcohol in de volgende reactie:
C6H12O62C2H5OH+2CO2
timer
0:30
A
groter dan 100%
B
gelijk aan 100%
C
kleiner dan 100%

Slide 15 - Quizvraag

Rendement
In de praktijk wordt de maximale 100% vrijwel nooit gehaald
 
-> praktische opbrengst is gegeven in de vraag 
-> theoretische opbrengst berekenen aan de hand van reactievergelijking
Rendement=massa (theoretische opbrengst gewenst product)massa (werkelijke opbrengst gewenst product)100
%

Slide 16 - Tekstslide

Rekenvoorbeeld:
Bij de additie van water aan 1,0 kg propeen ontstaat 0,80 kg propaan-1-ol.
Bereken het rendement van deze reactie.

Rendement = 
(praktische opbrengst / theoretische opbrengst) x 100%

Praktische opbrengst staat in de tekst: 
0,80 kg propaan-1-ol

Theoretische opbrengst moet je uitrekenen!

Slide 17 - Tekstslide

Theoretische opbrengst:
m = 1,0 kg propeen, M = 42,016 gram/mol
n = m / M =  1000 gram / 42,016 = 23,8 mol propeen



Slide 18 - Tekstslide

Theoretische opbrengst:
m = 1,0 kg propeen, M = 42,016 gram/mol
n = m / M =  1000 gram / 42,016 = 23,8 mol propeen

molverhouding 1:1, dus ook 23,8 mol propaan-1-ol
M (propaan-1-ol) = 58,82 gram/mol
m = n x M = 23,8 x 58,82 = 1,4 kg propaan-1-ol volgens theorie; praktijk = 0,80 kg
Rendement = 0,80 / 1,4 x 100% = 57 %

Slide 19 - Tekstslide

Welke bewering is juist over rendement...
A
kan > 100 % zijn
B
heeft een waarde van 0-100 %
C
kan negatief zijn
D
heeft een waarde van 0-1

Slide 20 - Quizvraag

Stel: In 100 g gemalen koffiebonen zit 75 mg cafeïne.
Na het koffiezetten met 100 g gemalen koffiebonen zit er 40 mg cafeïne in het filtraat.
Bereken het rendement van deze extractie van cafeïne.
A
Rendement = 187,5%
B
Rendement = 53,3%
C
Rendement = 18,8%
D
Rendement = 40%

Slide 21 - Quizvraag

Bij de bereiding van zuurstof onstaat 12 g zuurstof uit 40 g kaliumchloraat. Bereken het rendement.
2KClO32KCl+3O2
K= 39,1  Cl=35,45  O= 16 
A
76,6%
B
30,0%
C
38,3%
D
ik heb een vraag hierover

Slide 22 - Quizvraag

Bereken het rendement voor bereiding ijzer ( RV rechts) als er 12,7 gram ijzer ontstaat uit 20,4 gram ijzer(III)oxide. (2 sign)
timer
3:00

Slide 23 - Open vraag

E-factor
E-factor, Environmental factor, is het aantal kg afval per kg product. 
-> berekenen op basis van RV en  bij massa gewenst product rekening houden met rendement!  (T37H: m werkelijke opbrengst product)


Efactor=m gewenst productm beginstoffenm gewenst product=
m productm afval

Slide 24 - Tekstslide

E-factor rekenvoorbeeld
Bereken de E-factor van de volgende reactie, waarbij natrium het gewenste product is en het rendement 80 % is: 
 

Massa beginstoffen = 2 x 58,443 = 116,886 g
Massa gewenste product = 2 x 22,990 x 80% = 36,784 g

(116,886 - 36,784) / 36,784 = 2,2 (kg afval per kg product)


2NaCl>2Na+Cl2

Slide 25 - Tekstslide

Iemand vertelt je dat de E-factor van een bepaald productieproces 0,5 is. Wat betekent dit?
A
per 0,5 kg product ontstaat 1 kg afval
B
per 0,5 kg product ontstaat 0,5 kg afval
C
per kg product onstaat 0,5 kg afval
D
per kg product ontstaat 1 kg afval

Slide 26 - Quizvraag

Voor de bereiding van stof x gelden de volgende E-factoren:
Proces 1 : E-factor = 0,8 Proces 2 : E-factor = 0,4 .
Welke stelling is juist?
A
proces 1 gebruikt meer energie dan proces 2
B
proces 2 gebruikt meer energie dan proces 1
C
proces 1 gebruikt meer grondstof dan proces 2
D
proces 2 gebruikt meer grondstof dan proces 1

Slide 27 - Quizvraag

Rekenvoorbeeld E-factor
Gegeven is de volgende reactie om maleïnezuuranhydride (C4H2O3) te maken:

C4H8 + 3 O2 -> 3 H2O + C4H2O3
Het rendement van deze reactie is 56%.

Bereken de E-factor.

Slide 28 - Tekstslide

C4H8 + 3 O2 -> 3 H2O + C4H2O3

Het rendement voor de vorming van C4H2O3 is 56%.
Bereken de E-factor

Slide 29 - Open vraag

Antwoord
C4H8 + 3 O2 -> 3 H2O + C4H2O3
Het rendement van deze reactie is 56%.
Massa beginstoffen =  56,104 + 3*32,00 = 152,104 g
Massa gewenst product theoretisch = 98,056 g
Massa gewenst product in praktijk = 0,56 * 98,056 = 54,91 g
𝐸−𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = (𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛 - 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 opbre𝑛𝑔𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡) / (𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 )
E-factor = (152,104 - 54,91) / 54,91 = 1,77


Slide 30 - Tekstslide

0

Slide 31 - Video

Hoeveel oude mobiele telefoons liggen er bij jou thuis?
06

Slide 32 - Poll

Slide 33 - Tekstslide

Slide 34 - Tekstslide

De versleten kunstgrasmat met een polypropeen onderlaag en grassprieten van de kunststof LLDPE wordt dan als geheel gesmolten en verwerkt
tot één soort kunststofgranulaat. Dit granulaat kan worden gebruikt om
bijvoorbeeld verkeerspaaltjes van te maken. Geef een argument waarom dit C2C genoemd zou kunnen worden

Slide 35 - Open vraag

Slide 36 - Tekstslide

De versleten kunstgrasmat met een polypropeen onderlaag en grassprieten van de kunststof LLDPE wordt dan als geheel gesmolten en verwerkt
tot één soort kunststofgranulaat. Dit granulaat kan worden gebruikt om
bijvoorbeeld verkeerspaaltjes van te maken. Geef een argument waarom dit NIET C2C genoemd zou kunnen worden

Slide 37 - Open vraag

Slide 38 - Tekstslide

Ik kan rekenen aan rendement, atoomeconomie en E-factor
😒🙁😐🙂😃

Slide 39 - Poll

Slide 40 - Tekstslide

Slide 41 - Tekstslide

Wat is de atoomeconomie van de reactie:

CO+2H2CH3OH
A
33 %
B
66 %
C
50 %
D
100 %

Slide 42 - Quizvraag


Bereken de atoomeconomie voor de vorming van calciumoxide uit calciumcarbonaat. De bijbehorende reactievergelijking is: CaCO3 --> CaO   +  CO2
timer
3:00

Slide 43 - Open vraag

Voorbeeld
Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan. 

2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O

Bereken de atoomeconomie.

Slide 44 - Tekstslide

Antwoord
2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O

Massa gewenst product = 2*98,95 = 179,9 g
Massa beginstoffen = 2*28,05 +4*36,458 + 32,00 = 233,9 g
𝐴𝑡𝑜𝑜𝑚𝑒𝑐𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑒=(𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡)/(𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛)∙100%
Atoomeconomie = 179,9 / 233,9 * 100 = 85 %

Slide 45 - Tekstslide

Voorbeeld
Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan. 

2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O

Bereken het rendement.

Slide 46 - Tekstslide

Antwoord
2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O
1,0 ton etheen = 1,0*106 g etheen
1,0*106 / 28,05 g/mol = 3,6*104 mol etheen
Molverhouding 1:1 dus max 3,6*104 mol 1,2-dichloorethaan.
3,6*104 x 98,95 g/mol = 3,5*106 g = 3,5 ton 1,2-dichloorethaan.
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 𝜂=(werkelijke 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡)/(𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡)∙100%
Rendement = 1,5 / 3,5 * 100 = 43 %

Slide 47 - Tekstslide


Rendement = praktische opbrengst / theoretische opbrengst x 100%

Rendement = 0,80 / 1,4 x 100% = 57 %

Slide 48 - Tekstslide

Maleinezuuranhydride
Maleinezuuranhydride (C4H2O3)  kan ook worden gemaakt door benzeen (C6H6) te oxideren met zuurstof waarbij er ook koolstofdioxide en water ontstaat. De kloppende reactievergelijking is:
2 C6H6 (l) + 9 O2 (g) --> 2 C4H2O3 (s) + 4 CO2 (g) + 4 H2O (l)
Uit 100 kg benzeen ontstaat 100 kg maleïnezuuranhydride.
Bereken de atoomeconomie, het rendement en de E-factor

Slide 49 - Tekstslide


Uit 100 kg benzeen ontstaat 100 kg maleïnezuuranhydride.
Bereken de atoomeconomie , het rendement en de E-factor.
Voer de E-factor in
2 C6H6 (l) + 9 O2 (g) -> 2 C4H2O3 (s) + 4 CO2 (g) + 4 H2O (l)

Slide 50 - Open vraag

antwoorden
atoomeconomie 0,441(5)
rendement 79,7%
E-factor 1,84

Slide 51 - Tekstslide